CN109347254A - 空气直接冷却的双馈风力发电机 - Google Patents

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段志强
何庆峰
程新德
刘新峰
李新奇
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Abstract

本发明涉及双馈风力发电机，具体为空气直接冷却的双馈风力发电机。解决双馈风力发电机的常规冷却结构复杂、成本高的问题。该双馈风力发电机包括双馈风力发电机本体；在双馈风力发电机本体上部配置有用于空气直接冷却的防护风包，防护风包包括风包本体，风包本体上开有进风口、出风口和与双馈风力发电机本体连接的承接口，进风口上设置有空气过滤器，风包本体内腔设有导风筒，导风筒的一端开口的局部边缘与承接口的局部边缘密封连接，导风筒的另一端开口与出风口连通，从而使风包本体内腔与导风筒内腔在风包本体内部相互气流隔绝。本发明冷却效果好，重量轻，噪音低，成本低，可靠性高。

Description

空气直接冷却的双馈风力发电机
技术领域
本发明涉及双馈风力发电机，具体为空气直接冷却的双馈风力发电机。
背景技术
随着风力发电机技术的发展，发电机容量越来越大，发热量也越来越高，需要配置相应的更大容量的冷却装置用来对发电机进行冷却降温，防止发电机出现故障，延长发电机的使用寿命；随着发电机功率等级的逐步增大和风电行业成本压力的不断增大，合理控制绕组温升、提高电机可靠性，降低风力发电成本已成为众多主机厂和电机厂选择之路，也是必须要解决的技术难题。
目前，双馈风力发电机的冷却结构主要为空空冷却器、空水冷却器和水套冷却三种主要结构。
空空冷却器为双馈风力发电机现有冷却结构的主要方式，其主要工作原理为，在顶驱风机作用下，一次风路在电机内部进行循环，热空气与空冷器铝管外壁进行热交换；在轴流风机作用下，二次风路的冷风通过进风口穿过铝管至出风口，出风口通过软管将热风引出至机舱外。冷却介质为空气，操作简单，但换热性能有限，同时，因带有轴流或顶驱风机，成本高，噪音大、风机故障率高。
空水冷却器主要分为冷却器本体和冷却器芯体，芯体为铜（铝）管翅片结构。主要工作原理为，内风路在电机内部进行循环，热空气经空冷器翅片等散热器进行冷却，外部水路通过水泵***进行循环，将散热器吸收的热量带走。空水冷却器的冷却介质为乙二醇和水的混合物，需要有专门的水泵***，对冷却器焊接要求较高，空水冷却器的换热性能高，可以满足大功率的发电机换热要求，但是成本较高，风机故障率高。
水套冷却为电机本体自带一种水循环冷却方式，一般通过机座设置冷却水套实现散热功能，冷却水套内部冷却介质由单独循环的水泵***提供，水套与定子铁心直接接触传热，转子通过内部空气循环和气隙传递热量。水套机座加工工艺复杂、需配备一套水循环***，成本高。
发明内容
本发明解决双馈风力发电机的常规冷却结构复杂、成本高的问题，提供一种空气直接冷却的双馈风力发电机。该空气直接冷却的双馈风力发电机的冷却结构具有重量轻，噪音低，成本低，可靠性高的特点。
本发明是采用如下技术方案实现的：空气直接冷却的双馈风力发电机，包括双馈风力发电机本体；在双馈风力发电机本体上部配置有用于空气直接冷却的防护风包，防护风包包括风包本体，风包本体上开有进风口、出风口和与双馈风力发电机本体连接的承接口，进风口上设置有空气过滤器，风包本体内腔设有导风筒，导风筒的一端开口的局部边缘与承接口的局部边缘密封连接，导风筒的另一端开口与出风口连通，从而使风包本体内腔与导风筒内腔在风包本体内部相互气流隔绝；防护风包通过其承接口与双馈风力发电机本体上的对应承接口密封对接并固定，从而完成防护风包与双馈风力发电机本体的连接固定。工作时，冷空气通过进风口上的空气过滤器吸入风包本体内，再经承接口进入双馈风力发电机本体内部进行冷却，双馈风力发电机本体转子自身的旋转推动空气流动，冷却后形成的热风被压入导风筒并经出风口排出，而完成电机内的风冷循环。
本发明给出了一种空气直接冷却的双馈风力发电机，冷空气通过防护风包直接进入电机内部进行冷却；本发明无二次风路、无轴流及顶驱风机，减少了冷却器故障率，可靠性高，冷风直接进入电机内部进行冷却，冷却效果好；重量轻，噪音低，成本低，可靠性高。本发明已完成样机试制，工艺性好、结构简单，安装结构通用，过滤器拆卸方便，可维护性好。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为防护风包的结构示意图；
图3为图2的后视图；
图4为图2的仰视图；
图5为防护风包的内部结构示意图；
图6为双馈风力发电机本体的机座结构示意图；
图7为弧形导风槽板的结构示意图。
图中：1－风包本体，2－导风筒，3－边框，4－过滤棉，5－卡扣，6－导引管，7－压差传感器，8－出风口滤网，9－防护滤网，10－双馈风力发电机本体，11－弧形导风槽板。
具体实施方式
空气直接冷却的双馈风力发电机，包括双馈风力发电机本体10；在双馈风力发电机本体上部配置有用于空气直接冷却的防护风包，防护风包包括风包本体1，风包本体1上开有进风口、出风口和与双馈风力发电机本体10连接的承接口，进风口上设置有空气过滤器，风包本体1内腔设有导风筒2，导风筒2的一端开口的局部边缘与承接口的局部边缘密封连接，导风筒2的另一端开口与出风口连通，从而使风包本体1内腔与导风筒2内腔在风包本体1内部相互气流隔绝；防护风包通过其承接口与双馈风力发电机本体10上的对应承接口密封对接并固定，从而完成防护风包与双馈风力发电机本体的连接固定。具体实施时，双馈风力发电机本体10的机座为具有弧形导流的高效风道的箱式机座，双馈风力发电机本体10的机座中部设置有弧形导风槽板11，以增加双馈风力发电机本体10内部的空气流动。双馈风力发电机本体10的机座内表面安***棉，有效降低噪音。
风包本体1为长方体状或类长方体状，长方体或类长方体状的风包本体1的前、后、左端面上开有进风口，其中前、后端面上各有三个进风口，长方体或类长方体状的风包本体1的右端面上开有出风口，长方体或类长方体状的风包本体1的底面整体为承接口（即底面为敞口式，或称为无底面），导风筒2为一端敞口、另一端向上逐渐收口的风罩，风罩的敞口的前后边缘与承接口的前后边缘密封连接，风罩的收口一端与出风口连通。空气过滤器由边框3和固定于边框3内的过滤棉4构成；边框3上均布设有卡扣5，进气口边缘设有与卡扣5位置对应的卡钩，通过卡扣5与卡钩的配合实现空气过滤器在进气口上的固定。出风口上连接有导引管6，导引管6的端部设置有出风口滤网8，出风口滤网的内侧贴有消音棉，达到降噪目的。风包本体1的外侧壁装有压差传感器7，用于检测风包本体1的内外压差，监控空气过滤器阻力，当阻力达到一定值时，需更换或清洗过滤棉；为防止装配过程中异物进入电机内部，承接口的非导风筒2占用部分上设置有防护滤网9，达到IP23防护要求。

Claims (10)

1.一种空气直接冷却的双馈风力发电机，包括双馈风力发电机本体(10)；其特征在于，在双馈风力发电机本体上部配置有用于空气直接冷却的防护风包，防护风包包括风包本体(1)，风包本体(1)上开有进风口、出风口和与双馈风力发电机本体(10)连接的承接口，进风口上设置有空气过滤器，风包本体(1)内腔设有导风筒(2)，导风筒(2)的一端开口的局部边缘与承接口的局部边缘密封连接，导风筒(2)的另一端开口与出风口连通，从而使风包本体(1)内腔与导风筒(2)内腔在风包本体(1)内部相互气流隔绝；防护风包通过其承接口与双馈风力发电机本体(10)上的对应承接口密封对接并固定，从而完成防护风包与双馈风力发电机本体的连接固定。
2.根据权利要求1所述的空气直接冷却的双馈风力发电机，其特征在于，双馈风力发电机本体(10)的机座为具有弧形导流的高效风道的箱式机座。
3.根据权利要求2所述的空气直接冷却的双馈风力发电机，其特征在于，双馈风力发电机本体(10)的机座中部设置有弧形导风槽板(11)。
4.根据权利要求1或2或3所述的空气直接冷却的双馈风力发电机，其特征在于，风包本体(1)为长方体状或类长方体状，长方体或类长方体状的风包本体(1)的前、后、左端面上开有进风口，长方体或类长方体状的风包本体(1)的右端面上开有出风口，长方体或类长方体状的风包本体(1)的底面整体为承接口，导风筒(2)为一端敞口、另一端向上逐渐收口的风罩，风罩的敞口的前后边缘与承接口的前后边缘密封连接，风罩的收口一端与出风口连通。
5.根据权利要求4所述的空气直接冷却的双馈风力发电机，其特征在于，空气过滤器由边框(3)和固定于边框(3)内的过滤棉(4)构成。
6.根据权利要求5所述的空气直接冷却的双馈风力发电机，其特征在于，边框(3)上均布设有卡扣(5)，进气口边缘设有与卡扣(5)位置对应的卡钩，通过卡扣(5)与卡钩的配合实现空气过滤器在进气口上的固定。
7.根据权利要求6所述的空气直接冷却的双馈风力发电机，其特征在于，出风口上连接有导引管(6)，导引管(6)的端部设置有出风口滤网(8)。
8.根据权利要求7所述的空气直接冷却的双馈风力发电机，其特征在于，出风口滤网(8)的内侧贴有消音棉；双馈风力发电机本体10的机座内表面安***棉。
9.根据权利要求1或2或3所述的空气直接冷却的双馈风力发电机，其特征在于，风包本体(1)的外侧壁装有压差传感器(7)，用于检测风包本体(1)的内外压差。
10.根据权利要求9所述的空气直接冷却的双馈风力发电机，其特征在于，承接口的非导风筒(2)占用部分上设置有防护滤网(9)。
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